교토대학교 iPS 세포 연구소(CiRA)의 오사후네 켄지 교수 연구팀은 유도만능줄기세포(iPS 세포)로부터 유래한 신원 전구세포(nephron progenitor cells, NPCs)를 대량으로 증식할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 이는 급성 신손상(AKI)과 만성 신질환(CKD)에 대한 재생의학적 치료 가능성을 크게 확장시키는 성과입니다.

연구팀은 항암제 시스플라틴으로 AKI를 유도한 생쥐 모델에 인간 iPS 세포 유래 NPC를 이식했을 때, 신기능 저하를 방지해 생존율이 크게 향상됨을 확인했습니다. 그러나 인간에게 실제 치료로 적용하기 위해서는 훨씬 많은 수의 세포가 필요하기 때문에, 연구진은 세포를 더 효율적으로 배양할 방법을 모색했습니다.

그 결과, 세포를 전통적인 단층 배양이 아닌 덩어리 형태로 부유 배양하고, 신장 발달에 관여하는 3종의 화합물을 포함한 배지에서 배양하면 NPC 특성을 유지하면서도 지속적으로 증식할 수 있음을 발견했습니다. 이 방식으로 배양된 세포는 생쥐 신장에 이식된 후 다양한 신장 세포로 분화했으며, 치료 효과도 유지되었습니다.

또한 연구팀은 새로운 세포 표지자를 발견하여 이를 이용해 hiPSC-NPC를 정제하고, 단 두 번의 계대 배양만으로도 100배 이상 증식시키는 데 성공했습니다. 이 세포들은 VEGF-A 단백질(혈관 형성 유도)을 분비하며, 해당 유전자가 결여된 세포는 치료 효과가 감소함도 확인됐습니다.

이 연구는 hiPSC-NPC를 대량 생산할 수 있는 기술을 제공하고, 이식 후 치료 효과를 유지하는 기전을 밝힘으로써, 향후 AKI와 CKD에 대한 재생의학적 치료의 실제 적용 가능성을 크게 높였습니다.